在GTC2024 大会上，英伟达发布了划时代的 Blackwell 架构和基于此架构的 GB200 超级芯片，标志着 GPU 的全面升级。
GB200 预计将采用玻璃基板用于先进封装，以实现 GB200 的高性能和多功能集成。玻璃基板是一种表面平滑的薄型玻璃材料，是液晶显示器件的核心组成部分，同时也是电子信息显示行业的重要战略资源。这种基板以其高度精确、耐高温、抗腐蚀和无孔特性而闻名，对于半导体的生产至关重要。三星、AMD、苹果等企业此前表示将导入或探索玻璃基板芯片封装技术，将为玻璃基板行业注入新动能。为了在提升晶体管密度方面取得重大进展，从而实现更高的计算效能，英特尔已增加了对多个设备和材料供应商的订单量，规划在 2026 年到 2030 年间开始大规模生产用于下一代高级封装的玻璃基板。
GB200 产品效果图 来源：NVIDIA 官网
芯片性能的提升使得玻璃基板封装成为芯片发展的关键方向之一：封装技术的迭代过程增加了引脚密度和带宽、缩小了传输距离和电阻，旨在实现连接效率的提升。当前传统有机材料基板在应对高性能芯片封装时显示出局限性，容量面临极限。相比之下，玻璃基板以其卓越的平整性、热稳定性和电气性能，提供了更高的互连密度和更低的功率损耗，成为提升封装性能的关键方向，为封装行业带来了新的增长机会。
随着高性能芯片的发展，传统有机材料基板在高性能芯片的封装应用中呈现出一定的局限性。芯片基板用于固定晶圆切好的晶片，是封装环节的关键部分。随着基板上固定的芯片数量增加，整个芯片集成的晶体管总数也相应增多。有机材料基板加工难度小，生产成本较低，在芯片封装领域已被应用多年。但随着对芯片计算需求的增加，信号传输速度、功率传输效率、以及封装基板的稳定性变得尤为关键，有机材料基板面临容量的极限。
玻璃材料独特的平整性质使得晶片间的互联密度大幅提升。相较于有机材料基板，玻璃材质的高度平整性有助于提升光刻过程中的聚焦精度，使得在相同面积内，玻璃基板上的开孔数量远超有机材料基板。开孔数量之间的间隔小于 100 微米，使得晶片间的互连密度大幅提升。
玻璃基板的热稳定性降低了芯片断裂的风险，提升了封装的稳定性。现代高性能芯片易产生大量热量，对散热管理具有更高的要求。有机材料基板与晶片的热膨胀系数差异过大，在高温环境下易出现变形或断裂等情况。玻璃基板的热膨胀系数与芯片相匹配，大大提升了散热性能，其高温下的稳定性能减少了变形及断裂风险。
玻璃基板电气性能优势显著，有效降低能耗与功率损失。玻璃基板具有低介电损耗特性，有助于实现更高效的信号和电力传输，能够显著降低信号传输过程中的功率损耗，从而提升芯片的整体运行效率。与有机基板相比，玻璃基板的厚度可减少约一半，用于大型耗电芯片将带来显著的速度提升和功耗降低。
国内龙头企业正在积极拓展玻璃基板封装领域，代表企业有沃格光电、五方光电等。沃格光电为充分利用现有 TGV 核心技术优势，与湖北天门高新投资开发集团有限公司于 2022 年 6 月 17 日共同出资设立湖北通格微公司，用于投资建设“年产 100 万平米芯片板级封装载板项目”，推动半导体封装材料和封装技术的迭代升级。五方光电正在积极开展玻璃基板封装领域的研发和生产准备工作。五方光电专注于 4-8 英寸晶圆玻璃基板的研发，其 TGV（玻璃通孔）项目已进入样品送检和生产筹备阶段。
值得一提的是，势银（TrendBank）将于2024年11月在浙江·杭州举办2024势银(第三届)先进电子玻璃产业大会。以期共同探索先进电子玻璃产业相关热点话题。
*本文内容引用自东吴证券研究报告《GB200 引领算力提升，玻璃基板成为芯片封装竞争新热点》，扫码添加下方企业微信并转发该文章至朋友圈，可获取共10篇先进封装&电子玻璃报告。
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来源：东吴证券
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